FUNDAMENTOS DE CONCRETO ARMADO INTRODUCCIÓN Compuesto por cuatro elementos básicos como son: grava, arena, cemento (tipo I, II, III, IV, V) y agua, con ellos se genera una “piedra” sumamente
dura y resistente, es por esto que se usa en estructuras ofreciendo una muy buena capacidad para someterse a compresión.
Agregados pétreos (Aprox ¾ partes) Indispensable que sean de la mejor calidad, esto es: Grava: Se debe buscar la mayor cantidad de superficies planas y angularidad (triturados son los más indicados), con ello se garantiza una mayor cobertura de la mezcla y un mejor trabe entre los componentes (adherencia y cohesión); especial cuidado en el tamaño máximo. Evitar el cuarzo (por ello y por su forma el material de río no es recomendable) Arena: Libre de materia orgánica, con una finura correcta, según gradación de diseño. Evitar cuarzo.
Concreto Simple Es el concreto que conocemos, pero sin la presencia de acero de refuerzo, este material solo podrá usarse en elementos sometidos a compresión. Tiene especial importancia estructural cuando su uso final es construcción de elementos que trabajan por gravedad (peso propio), ej.: Concreto ciclópeo (concreto simple + Rocas con tam > 10”), estribos de puentes y “muertos” para anclaje de cables en
puentes colgantes o atirantados, bases para ciertas estructuras o equipos.
CONCRETO ARMADO Se le da este nombre al concreto simple + acero de refuerzo; básicamente cuando tenemos un elemento estructural que trabajará a compresión y a tracción (tensión). Ningún esfuerzo de tensión será soportado por el concreto, es por ello que se debe incluir un área de acero que nos asuma esta solicitación, dicho valor se traducirá en el número de varillas y su diámetro, así como su disposición. TENSIÓN COMPRESIÓN
DISEÑO Y RELACIÓN A/C Primero que todo se tiene que conocer la gradación (porcentaje de partículas ordenadas en tamaños) de cada uno de los agregados; hay varios métodos, pero todos ellos conducirán a dosificar por peso la grava, la arena, el agua y dejarlos en función de un saco de cemento, por ej.: para un concreto de 210 Kg./cm2, tenemos un saco de cemento + 60 Kg. de grava + 50 Kg. de arena + 85 Kg. agua (1kg agua= 1 Lt. Agua) También podemos encontrar la dosificación para producir 1 m3 del concreto deseado, por ej.: para 1 m3 de concreto de 210 kg/cm2 se requiere:
320 Kg. de cemento + 1530 Kg. de grava + 770 Kg. de arena + 180 Kg. de agua. Por cada diseño habrá una relación agua – cemento (a/c) la cual será inmodificable y cualquier cambio en ella irá en detrimento de la manejabilidad y resistencia. En general una relación agua/cemento (a/c) baja, medida al peso, que mantenga una adecuada trabajabilidad en el Concreto fresco, conduce a hormigones de mayor resistencia y mejor calidad. Se requiere aproximadamente una relación a/c mínima de 0.25 para que todo el cemento presente en la mezcla reaccione químicamente con el agua formando pequeños puentes cristalizados entre las superficies de las partículas de agregados. Estos cristales son los responsables de la cohesividad entre las partículas y de la resistencia del Concreto en general.
• Lamentablemente una relación a/c cercana a 0.25
(que en teoría nos proporcionaría la mayor resistencia), no puede ser conseguida en un Concreto normal, pues la disminución de agua de amasado provoca una pérdida importante de trabajabilidad e inclusive puede llegar a imposibilitar la consecución de una mezcla apropiada. Para asegurar una mezcla homogénea y una trabajabilidad razonable en un hormigón normal (sin aditivos) serán necesarias relaciones a/c mínimas del orden de 0.60
• La falta de agua de curado durante el fraguado del
Concreto (particularmente en los primeros días en que las reacciones son más intensas) tiene efectos adversos sobre la resistencia final del hormigón, pues provoca que las partículas de cemento no reaccionen totalmente, dando lugar a pocos cristales de unión entre partículas de áridos, con lo que disminuye la cohesión.
CONTROL DE MEZCLAS EN OBRA Las propiedades más importantes a controlar en obra son: Asentamiento (slump) y la resistencia a compresión • Asentamiento: Nos indica la trabajabilidad del
concreto e indirectamente nos muestra su reacción inicial (fraguado inicial); consta de una muestra que se toma bajo ciertos parámetros, la cual es ensayada en el cono de Abrams y se reporta una medida en centímetros o pulgadas, dependiendo del sistema de medición que aplique según el país. A mayor asentamiento mayor fluidez (trabajabilidad)
Resistencia a la compresión: Se toman muestras en unas camisas cilíndricas, las cuales serán sometidas a compresión controlada a los 7, 14 y 28 días
PATOLOGÍAS DEL CONCRETO Debido al mal vibrado se ocasionan “hormigueros”, estos
son bolsas de aire que quedaron al momento del vaciado. Oxidación el acero, perder adherencia, acabados. Al haber altas temperaturas, mucho viento y un mal curado, el concreto se “consume” toda el agua presente y se “reseca”, generando una contracción que puede producir
fisuras y hasta grietas. Variación de la relación a/c, implica reducción en la resistencia final; en obra es común la adición de agua para recuperar manejabilidad y debido a ello se modifica ostensiblemente dicha relación. Exceso de aditivos, ya sea para retardar, acelerar, plastificar, puede desencadenar grandes problemas en el fraguado y en la resistencia.
H
La presión ejercida por el concreto, es función de la altura del elemento, del espesor y de la densidad del concreto = 2.4 ton/m3.
M U R O
Diagrama Esfuerzos
1/3 H
Al restringir la base, el mayor esfuerzo estará concentrado a 1/3 de H, por ello hay que poner especial cuidado en esta zona!!
Al bombear se ocasionará una mayor solicitación en nuestras formaletas, pues además de la densidad del concreto (peso por metro cúbico), tendremos un llenado a presión lo cual incrementará los esfuerzos ejercidos.
AREAS Y VOLUMENES Área: HxA (cara de contacto) Volumen: HxAxE H E
A
Área: BxH/2 (cara de contacto) Volumen: Área x E
H B
E
Área: (b1+b2)xh/2 cara de contacto Vol.: Área x E
b2 h E
b1
d h
Área: (πxd)xh cara de contacto Vol.: (πxd²/4)xh π: 3.1416 (valor constante)
